【正文】 選擇電氣設(shè)備的一般條件時(shí)保證電氣設(shè)備在正常工作條件下能可靠工作，而在短路情況下不被損壞。 第 五 、同類設(shè)備應(yīng)盡量減少品種，以減少備品備件、方便運(yùn)行管理。 電氣設(shè)備選擇的一般要求 第一 、應(yīng)滿足各種運(yùn)行、檢修、短路和過電壓情況的運(yùn)行要求，并考慮遠(yuǎn)景發(fā)展。正確的選擇電氣設(shè)備是使電氣主接線和配電裝置達(dá)到安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的重要條件。 39。*1 2 0 0 0 1 3 . 7 8 83 3 6 . 6 1 5 1 2 . 6 6 0dkdSI XU? ? ???? 三相短路穩(wěn)態(tài)電流： 39。* 39。* 39。*1 ???? NdS SSXX *10X 、 *11X 、 39。 系統(tǒng)最大運(yùn)行方式下，變電站僅臺(tái)一臺(tái)主變壓器投入運(yùn)行。 ???? Nshsh III 3KV 側(cè)短路分析 系統(tǒng)最大運(yùn)行方式下，本變電站兩臺(tái)主變壓器（簡(jiǎn)稱主變）并列運(yùn)行， 110KV側(cè)短路線路化簡(jiǎn)網(wǎng)絡(luò) 圖如圖 44。0. 2 51 10 .04 1 28I ? ? ? 39。*02 2 1. 8 0. 47 4 1. 20 7s h s hI K I? ? ? ? ? 110KV側(cè)短路點(diǎn)的基準(zhǔn)電流： *320203 39。*0 0 . 4 7 6 0 . 4 6 50 . 4 6 5 ( 2 . 2 0 2 . 1 6 0 ) 0 . 4 7 42 . 2 0 2 . 1 5I ?? ? ? ? ?? 39。39。*12X ： 39。 39。 *3X 、 *4X 和 *5X 、 *6X 分別串聯(lián)，合并為 *8X 、 *9X ： * * *8 3 4 0 .0 0 9 0 .0 5 0 0 .0 5 9X X X? ? ? ? ? * * *9 5 6 0 .0 8 3 0 .0 5 3 0 .1 3 6X X X? ? ? ? ? 河南理工大學(xué)成人高等教育 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 31 圖 43 110KV側(cè)短路線路化簡(jiǎn) 網(wǎng)絡(luò) 圖 *2X 、 *8X 和 *9X 、 *7X 分別并聯(lián)，合并為 *10X 、 *11X ： *** 2810 **28 0 . 0 5 3 0 . 0 5 9 0 . 0 2 80 . 0 5 3 0 . 0 5 9XXX XX ?? ? ??? *** 7911 **79 0 . 0 3 1 0 . 1 3 6 0 . 0 2 50 . 0 3 1 0 . 1 3 6XXX XX ?? ? ??? *10X 、 *11X 、 *1X 串聯(lián)，合并為 *12X ： * * * *12 1 10 11 0. 04 2 0. 02 8 0. 02 5 0. 09 5X X X X? ? ? ? ? ? ? *12X 為 S 到短路點(diǎn)的轉(zhuǎn)移電抗，則系統(tǒng) S 的計(jì)算電抗為： * 12 23600 . 0 9 5 * 2 . 2 4 2100NcdSXX S? ? ? 根據(jù)《電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)》（電氣一次部分） [5]知：當(dāng)供電電源為無限大或計(jì)算電抗（供電電源為基準(zhǔn)的電抗）標(biāo)幺值 3 時(shí) ,可以認(rèn)為電源容量為無限大容量的系統(tǒng)。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)比較復(fù)雜時(shí)，需要對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行化簡(jiǎn)，求出電源至短路點(diǎn)直接相連的電抗（即轉(zhuǎn)移電抗）。 2* 3100% ddNLNLLL USIUXX ? () 輸電線路 ： 通常給出 線路長(zhǎng)度 L 和每公里電抗值 0X ，可按下式求出其電抗標(biāo)幺值 20* ddWL USLXX ? () 在實(shí)際的電力系統(tǒng)中，往往有多個(gè)不同等級(jí)的線路，他們之間通過變壓器相連。通常設(shè)基準(zhǔn)值基準(zhǔn)容量 Sd、電壓 Ud、基準(zhǔn)電流 Id 基準(zhǔn)電抗 Xd 分別為 ,則這一元件的各已知量的標(biāo)幺值分別為： *dUU U? () *dSS S? () * 3 dddUIIIIS?? () * 2333d d dd d dddI X I X SXXXX U UUI? ? ? ? () 為了計(jì)算方便，常取 基準(zhǔn)容量 采用 dS =100MVA， 基準(zhǔn)電壓用各級(jí)線路的平均額 定電壓，即 avd UU ? ，一般取線路平均額定電壓為其額定電壓的 倍，如表 41 所示。 短路電流的標(biāo)幺值計(jì)算法 短路電流計(jì)算中 ,各電氣量如電流、電壓、阻抗、功率（或容量）等的數(shù)值，可以用有名值表示，也可以用標(biāo)幺值表示。 第二 、選擇導(dǎo)體和電器時(shí)所用的短路電流，在電氣連接的網(wǎng)絡(luò)中，應(yīng)考慮具有反饋?zhàn)饔玫漠惒诫妱?dòng)機(jī)的影響和電容補(bǔ)償裝置放電電流的影響。 短路電流計(jì)算的意義 在變電所的電氣設(shè)計(jì)中，短路電流計(jì)算是其中一個(gè)重要環(huán)節(jié)，其計(jì)算目的河南理工大學(xué)成人高等教育 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 26 有以下幾個(gè)方面：在選擇電氣主接線時(shí)，為了比較各種接線方案或確定某一接線是否采取限制短路電流措施等均需進(jìn)行必要的短路電流計(jì)算；在選擇電氣設(shè)備時(shí)，為了保證設(shè)備在正常運(yùn)行和故障情況下都能安全可靠地工作，同時(shí)又力求節(jié)約資金，這就需要進(jìn)行全面的短路電流計(jì)算；在 設(shè)計(jì)屋外高壓配電裝置時(shí)，需按短路條件校驗(yàn)軟導(dǎo)線的相間和相對(duì)地距離；接地裝置的設(shè)計(jì)也需用短路電流。 圖 41 短路的類型（虛線表示短路電流的路徑） a)三相短路 b)兩相短路 c)單相短路接地 d)兩相接地短路 運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明，在電力系統(tǒng)各種短路故障中，單相接地短路占大多數(shù) （ 大約占 65%），而三相短路的機(jī)會(huì)最少（ 只占 5%），但三相短路的短路電流最大，故障產(chǎn)生的后果也最為嚴(yán)重，必須給與足夠的重視。這是短路故障最嚴(yán)重的后果。 由于短路時(shí)有上述現(xiàn)象發(fā)生，因此短路引起的后果是破壞的，具體表現(xiàn) [4]在： 第一 、短路電流的熱效應(yīng) ： 短路電流通過設(shè)備將會(huì)使發(fā)熱急劇增加，短路持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)時(shí)，可是設(shè)備因過熱而損壞甚至燒毀。引起絕緣損壞的原因有：各種形式的過電壓（如遭到累積）、絕緣材料的自然老化、遭受機(jī)械損傷以及設(shè)備運(yùn)行維護(hù)不良等。所以 ZS 礦區(qū)變電站主接線圖簡(jiǎn)圖見圖 36。 操作方式 簡(jiǎn)單，也不影響相應(yīng)電氣設(shè)備正常運(yùn)行。 減少母線故障或斷路器檢修時(shí)停電范圍，提高系統(tǒng)供電可靠性。 便于擴(kuò)建和發(fā)展。當(dāng)母線斷路器檢修，可能造成兩段母線分列運(yùn)行。 線路斷路器檢修故障時(shí)，該線路停電；任意母線母隔檢修時(shí)，僅停檢修段；任一段母線故障，僅停故障段。 10KV側(cè)出線回路數(shù)為 15 回。橋型接線中四個(gè)回路只有三個(gè)斷路器，投資少，接線簡(jiǎn)單，宮殿的可靠性和靈活性較高，適用于向一、二類負(fù)荷供電。因此，內(nèi)橋接線適用于電源進(jìn)線線路較長(zhǎng)而變壓器又不河南理工大學(xué)成人高等教育 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 21 需要經(jīng)常切換的場(chǎng)所。 橋形接線 110kV 側(cè)以雙回路與系統(tǒng)相連，而變電站最常操作的是切換變壓器，而與系統(tǒng)聯(lián)接的線路不易發(fā)生故障或頻繁切換，因此可采用內(nèi)橋式線，這也有利于以后變電站的擴(kuò)建。一般在 110KV及以上的高壓配電裝置中才設(shè)置旁路母線 [3]。在正常運(yùn)行方式下，旁路母線不帶電，類似于單母線分段運(yùn)行方式。 缺點(diǎn)：當(dāng)母線故障或檢修時(shí)，隔離開關(guān)作為倒換操作電器容易誤操作，為了避免隔離開關(guān)誤操作需在隔離開關(guān)和斷路之間裝設(shè)連鎖裝置。 適用范圍： 6—10KV 配電裝置出線回路數(shù)為 6 及以上時(shí)； 35—63KV 配電裝置出線回路數(shù)為 4—8 回時(shí)； 110—220KV配電裝置出線回路數(shù)為 3—4 回時(shí) [3]。 適用范圍：一般只適用于一臺(tái)發(fā)電機(jī)或一臺(tái)主變壓器的以下三種情況：6—110KV配電裝置的出線回路數(shù)不超過 6 回； 35—63KV 配電裝置的回線數(shù)不超過 3 回； 110—220KV配電裝置的出線回路數(shù)不超過 2 回 [3]。對(duì)雙回線路供電的重要用戶，可將雙 回路接于不同的母線段上，保證對(duì)重要用戶的供電。 第 三 、負(fù)荷大小和重要性 。斷路器一般采用就地控制，操作多用手力操作機(jī)構(gòu)，但這只適用于三相短路電流不超過 6KA（ 10KV 的SK3≤100MVA ） 的電路中。 可靠性 安全可靠是電力生產(chǎn)的首要任務(wù) ,保證供電的可靠性是電氣主接線的最基本要求，對(duì)于本設(shè)計(jì)，年最大使用時(shí)間在 5000 小時(shí)以 上，且主要 是對(duì) 1， 2 類負(fù)荷供電，必須采用供電可靠的主接線形式，且保證有兩路電源供電，電氣主接線由電氣設(shè)備組成 , 電氣設(shè)備本身的質(zhì)量及可靠程度直接影響著主接線的可靠性，綜合考慮，應(yīng)從以下的幾個(gè)方面考慮： 因事故被迫中斷供電的機(jī)會(huì)越少，影響范圍越小，停電時(shí)間越短，主接線的可靠性程度越高； 供電可靠性準(zhǔn)則：連續(xù)性供電，同時(shí)保證電壓頻率在規(guī)定范圍內(nèi)； 通常定性分析和衡量主接線可靠性時(shí)，均從以下幾個(gè)方面考慮： 第一 、斷路器檢修時(shí)，能否不影響供電； 第二 、線路斷路器或母線故障時(shí)，以及母線或母線隔離開關(guān)檢修時(shí)，停運(yùn)出線回 路數(shù)的多少和停電時(shí)間的長(zhǎng)短，以及能否保證對(duì) Ⅰ 、 Ⅱ 類用戶的供電； 第三 、發(fā)電廠或變電所全部停電的可能性； 第四 、大型機(jī)組突然停運(yùn)時(shí)，對(duì)電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的影響與后果等因素 。 將電路中的各種電氣設(shè)備按行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的圖形符號(hào)和文字符號(hào)繪制而成的電氣接線圖，稱為電氣主接線簡(jiǎn)圖。 河南理工大學(xué)成人高等教育 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 14 3 電氣主接線的設(shè)計(jì) 電氣主接線的概況 發(fā)電廠和變電所中的一次設(shè)備、按一定要求和順序連接成的電路，稱為電氣主接 線，也成主電路。 變壓器冷卻方式的選擇 由《電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)》（電氣一次部分） [5]知： 主變壓器一般采用的冷卻方式有：自然風(fēng)冷、強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷、強(qiáng)迫油循環(huán)水冷、強(qiáng)迫導(dǎo)向油循環(huán)冷卻。 無載調(diào)壓變壓器只能在停電時(shí)改變分接頭位置，影響供電可靠性，輸出電能質(zhì)量較差。所以高、中側(cè)阻抗最大； “ 降壓型 ”依次為低、中、高，所以高、低壓側(cè)阻抗最大。變壓器的技術(shù)參數(shù)如表一所示： 表 23 SF920200/110 的雙繞組調(diào)壓變壓器技術(shù)參數(shù) 型號(hào) 額定電壓 (KV) 聯(lián)接組接號(hào) 損耗 (KV) 空載電流 (%) 短路電壓 (%) 高壓 低壓 空載 短路 SF920200/110 110177。應(yīng)從全網(wǎng)出發(fā)，推行系列化、標(biāo)準(zhǔn)化 。對(duì)于城郊變電所，主變壓器容量應(yīng)與城市規(guī)劃相結(jié)合。其低壓側(cè)采用三角形接法可以改善電網(wǎng)的電壓波形，從而是三次諧波電流只能在三角形繞 組內(nèi)形成環(huán)流，不致于傳輸?shù)接脩艉凸╇娋€路中去。而且現(xiàn)在社會(huì)日新月異，在今天科技已十分進(jìn)步，變壓器的制造、運(yùn)輸?shù)鹊纫巡怀蓡栴}，故有以上可知，此變電站的主變器應(yīng)采用三相變壓器。 由《電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)》（電氣一次部分） [5]知： 第一 、當(dāng)不受運(yùn)輸條件限制時(shí)， 330KV 以下的發(fā)電廠和變電所，均應(yīng)選用三相變壓器。 表 22 單臺(tái)變壓器和兩臺(tái)變壓器的比較： 比 較 單臺(tái)變壓器 兩臺(tái)變壓器 技 術(shù) 指 標(biāo) 供電安全比 滿足要求 滿足要求 供電可靠性 基本滿足要求 滿足要求 供電質(zhì)量 電壓損耗略大 電壓損耗略小 靈活方便性 靈活性差 靈活性好 擴(kuò)建適用性 稍差 好 由以上可知、正常運(yùn)行時(shí)，變電所負(fù) 荷 由 110kV 系統(tǒng)供電，擁有大量的一、二級(jí)負(fù)荷，應(yīng) 滿足電力負(fù)荷對(duì)供電可靠性的要求，應(yīng)采用兩臺(tái)變壓器并聯(lián)使用。在確定變電器臺(tái)數(shù)時(shí)，還應(yīng)適當(dāng)考慮負(fù)荷的發(fā)展，留有一定余地。 河南理工大學(xué)成人高等教育 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 9 在選擇主變壓器容量時(shí)對(duì)重要變電所，應(yīng)考慮當(dāng)一臺(tái)主變器停運(yùn)時(shí)，其余變壓器容量在計(jì)及過負(fù)荷能力允許時(shí)間內(nèi)，應(yīng)滿足 Ⅰ 類及 Ⅱ 類負(fù)荷的供電；對(duì)一般性變電所，當(dāng)一臺(tái)主變壓器停運(yùn)時(shí)，其余變壓器容量應(yīng)能滿足全部負(fù)荷的60%~70%。確定合理的變壓器容量是變電所安全可靠供電和網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的保證。若根據(jù)設(shè)備容量綜合來選擇導(dǎo)線和供電設(shè)備必將造成浪費(fèi)；反之，若負(fù)荷計(jì)算過小，造成導(dǎo)線或用電設(shè)備選擇得過小，在運(yùn)行中必將使上述元件過熱，倒是絕緣過快老化甚至損壞。 表 21 ZS 礦區(qū) 110KV降壓變電所負(fù)荷資料 電壓等級(jí) 負(fù)荷名稱 最大穿越功率（ MW） 最大負(fù)荷 （ MW） 負(fù)荷組成 （ %） cosΦ Tmax (h) 線長(zhǎng)(km) 同時(shí)率 線損 近期 遠(yuǎn)景 近期 遠(yuǎn)景 一級(jí) 二級(jí) 三級(jí) 110kV 鐵鋼線 1 2 鐵區(qū)線 1 2 備用 10 kV 露天礦一 1 2 10 60 30 5500 85% 5% 露天礦二 1 2 10 60 30 5500 礦井甲一 3 40 40 20 5500 礦井甲二 3 40 40 20 5500 礦井乙一 3 40 40 20 5500 礦井乙二 選礦廠一 2 4 30 40 30 5500 1 選礦廠二 水源地一 1 2 20 60 20 550